천둥번개에는 얼마나 많은 에너지가 담겨잇나요?

Question

비오는 날이나 날씨가 좋지 않은 날 하늘이 번쩍하고 소리가 매우큰 천둥번개들이 막 칠 때 잇잖아요?

그때 그 번개에는 얼마나 많은 에너지가 들어있나요?

그 에너지를 인간이 이용할 순 없나요?

Answer 1

안녕하세요. 한만전 과학전문가입니다.

번개는 구름내에서 일어내는 방전현상 입니다. 지표면이 가열되어 강한 상승기류가 나타나고 상승기류에 의해 올라간 공기는 구름속에 있는 물방울을 파열 시킵니다. 이때 물방울은 양전하와 음전하로 분류가 되고 음전하를 띤 물방울이 구름의 아래에 쌓이게 됩니다. 많아진 음전하는 양전하가 있는곳으로 떨어지려 합니다. 건물이나 나무등 뽀족한곳은 음전하가 떨어지기 좋은 곳으로 피뢰침을 설치하는 이유이기도 합니다. 지상으로 음전하가 떨어지는 것을 방전이라 하고 이때 엄청난 열과 빛 그리고 에너지를 동반합니다. 또한 순간적 온도 상승(약 27,000도)으로 주위의 공기가 급격히 팽창하여 폭발하게 되어 엄청난 소리를 동반합니다. 이것을 번개 또는 낙뢰라고 하고 엄청난 공기의 폭발소리를 천둥이라 합니다. 번개에 나타나는 엄청난 온도의 에너지와 전기를 이용할수만 있다면 좋으나 언제 어디서 어느시간에 번개가 나타날지 모르므로 현실적으로 이를 포집하여 이용하는 것은 불가능합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이기택 과학전문가입니다.

천둥은 소리이므로 에너지가 크진 않지만, 번개는 고압 으로 에너지가 매우 큽니다.. 하지만 어디로 번개가 떨어질 지 모르고 저장하는 방법도 쉽지 않기 때문에 활용은 못한다고 볼 수 있습니다.

Answer 3

번개도 에너지로 활용이 가능합니다.

하지만 순간적인 번개를 잡을 방법이 매우 어렵기 때문에 효율이 떨어집니다.

관련해서 UNIST에서 연구한 결과가 있습니다.

http://newsteacher.chosun.com/site/data/html_dir/2017/08/08/2017080800322.html

연구진이 발명한 인공 번개는 아직 스마트폰 배터리를 충전하는 정도라고 합니다.

Answer 4

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

번개의 크기에 따라 에너지가 다르지만 평균적으로 번개가 순간적으로 내리칠 때 발생하는 에너지는 100W 정도라고 합니다. 순간 적으로 100W가 어느정도인지 체감을 위해 선풍기의 시간당 전력 소모량을 말씀드리면 30~40W 정도 됩니다. 즉, 순간적으로 친 번개의 에너지를 모으면 선풍기 3대를 1시간 동안 작동시킬수 있습니다. 그러나, 번개는 언제 어디서 칠지 예측이 어려우며 순간적으로 내리치는 번개의 에너지를 포착하는것은 쉬운일이 아니기 때문에 사람이 이용하는데 어려움이 있습니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드립니다.

Answer 5

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

비구름의 크기나 전하량의 쌓이는 정도에 따라서 번개의 에너지 크기는 달라집니다.

최근 해당 에너지를 가둬서 잡아둘 수 있는 발전 방법이 많이 개발되고 있습니다.

감사합니다.